lista8 Teoria Cinetica dos Gases

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F 228 – Primeiro semestre de 2010 – Lista 8 
 
A Teoria Cinética dos Gases 
 
1) Em sistemas avançados de vácuo, estão sendo alcançadas pressões tão baixas quanto 
10
-9
 Pa. Calcule o número de moléculas em um recipiente de 1 m
3
 a uma pressão de 10
-9
 
Pa se a temperatura for de 27 °C. 
 
2) 0,1 mol de um gás ideal, com CV = 3R/2, descreve o ciclo representado na figura 
abaixo no plano (P, T). 
a) Indique P (em atm) e V (em L) associados aos pontos A, B e C no ciclo da figura 
abaixo. 
b) Calcule W, Q e ΔEint para os processos AB, BC, CA e para o ciclo completo. 
 
 
3) Uma amostra de 2,0 g de hélio gasoso, inicialmente a 100°C e 1,0 atm, sofre uma 
expansão isotérmica até seu volume ser dobrado. Quanto valem 
a) a pressão final do gás; 
b) o trabalho realizado sobre o mesmo; 
c) o calor transferido para ele; e 
d) a razão de compressão Vmax/Vmin correspondente? 
e) Represente o processo em um diagrama (p, V) usando escalas adequadas para os dois 
eixos. 
 
4) a) Quantos átomos de gás hélio enchem um balão de 30 cm de diâmetro a 20 °C e 
1 atm? 
b) Qual é a energia cinética média dos átomos de hélio? 
c) Qual a velocidade média quadrática dos átomos de hélio? 
 
5) Uma amostra de 14 g de gás nitrogênio nas CNTP é comprimido durante um 
processo isocórico até uma pressão de 20 atm. Quanto valem 
a) a temperatura final do gás; 
b) o trabalho realizado sobre o mesmo; 
c) o calor transferido para o gás; e 
d) a razão de compressão Pmax/Pmin correspondente? 
e) Represente o processo em um diagrama (p, V) usando escalas adequadas para os dois 
eixos. 
 
 
6) Em que temperatura a velocidade média dos átomos de hélio iguala (a) a velocidade 
de escape da Terra e (b) a velocidade de escape da Lua? 
Dica: Rever velocidade de escape no capítulo de Gravitação. 
Dados: MTerra=5,98x10
24
 kg; MLua=7,36x10
22
 kg; RTerra=6,37x10
6
 m; RLua=1,74x10
6
 m; 
MHélio=6,64x10
-27
 kg. 
 
 
7) Duas amostras de 0,10 mol de um gás monoatômico sofrem os dois processos 
representados na figura abaixo. 
 
a) Durante o processo 1→2, que quantidade de calor é transferida para o gás ou para 
fora dele? 
b) Durante o processo 2→3, que quantidade de calor é transferida para o gás ou para 
fora dele? 
c) Qual é a variação total de energia térmica do gás? 
 
8) Dois cilindros contêm 0,10 mol, cada um, de um gás diatômico mantido a 300 K e a 
uma pressão de 3,0 atm. O cilindro A sofre uma expansão isotérmica, e o cilindro B, 
uma expansão adiabática, até que a pressão do gás em cada um deles seja 1,0 atm. 
a) Qual é a temperatura e qual é o volume final do gás em cada recipiente? 
b) Represente os dois processos em um único diagrama (p, V). Use uma escala 
adequada em cada eixo. 
 
 
9) Uma amostra de 2 moles de um gás ideal com = 1,4 se expande lentamente e 
adiabaticamente da pressão de 5 atm e volume 12 L para um volume final de 30 L. 
a) Qual é a pressão final do gás? 
b) Quais são as temperaturas inicial e final? 
c) Encontre Q, W e ΔEint. 
 
10) A capacidade calorífica de uma amostra de uma substância é o produto da massa da 
amostra e do calor específico da substância. Considere 2 moles de um gás ideal 
diatômico. Encontre a capacidade calorífica total a volume constante e a pressão 
constante: 
a) Se as moléculas giram, mas não vibram. 
b) Se as moléculas giram e vibram. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Victor Rodrigues diz: Plinio, 
No exercício 3, item E, acredito que houve um erro de conversão.. 
São 15 e 30 litros, não 150 e 300 litros..